一种电缆故障测距方法及装置与流程

本发明涉及线路故障测距技术领域，尤其涉及一种电缆故障测距方法及装置。

背景技术：

目前电缆的故障测距定位一般采用较为先进的行波法，传统的行波测距定位一般采用两个站点获取故障行波对超长距离的线路进行故障测距，但在检修人员进行现场检修时，无法判断自身位置与电缆故障点的相对位置，因此依然需要采用声磁同步法来对电缆逐段识别，在寻找时将会耗费大量时间。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电缆故障测距方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：本发明第一方面公开了一种电缆故障测距方法，包括下列步骤：

通过在线监测系统判断待测电缆是否发生故障，若发生故障，确定待测电缆的故障点位置，从而获得故障点与一个最接近的在线检测装置的第一距离h1；

将高频脉冲注入装置、主检测装置、从检测装置分别接入所述待测电缆，通过高频脉冲注入装置向待测电路输入高频脉冲信号，通过所述主检测装置确定高频脉冲信号的第一采样时间t1，通过从检测装置确定高频脉冲信号的第二采样时间t2；

通过第一采样时间t1、第二采样时间t2之间的时间差，确定主检测装置、从检测装置的第二距离h2，比较第一距离h1与第二距离h2之间的距离差，实现线路故障点的快速定位。

优选的，将所述高频脉冲注入装置、主检测装置从所述在线检测装置处接入所述待测电缆，其高频脉冲注入装置、主检测装置的接入位置视为起始点。

优选的，沿待测电缆不断移动所述从检测装置，获得不同长度的第二距离h2，当第二距离h2与所述第一距离h1之间的距离差最小时，其所述从检测装置的位置即为线路上的故障点位置。

优选的，通过下式计算第二距离h2：h2＝(t2-t1)*v，其中v为线路中行波的波速。

本发明第二方面公开了一种电缆故障测距装置，包括高频脉冲注入装置，还包括主检测装置以及从检测装置，所述从检测装置与所述主检测装置实现通信互连，所述高频脉冲注入装置、主检测装置均从同一位置接入待测电缆。

优选的，所述主、从检测装置均包括信号采集板、主控板、gps模块、无线通信模块、检测磁环，所述检测磁环与所述信号采集板信号相连，所述gps模块、信号采集板、无线通信模块均与所述主控板信号相连，所述信号采集板、主控板、gps模块、无线通信模块均与供电电源相连。

优选的，所述gps模块包括gps/北斗模块，所述无线通信模块包括lora无线模块。

优选的，所述信号采集板、主控板、gps模块、无线通信模块、供电电源均安装于箱体内，所述箱体内还设有显示屏，所述显示屏与所述主控板信号相连。

与现有技术相比，本发明达到的有益效果如下：

本发明提供的一种电缆故障测距方法及装置，通过高频脉冲注入装置向检修电缆注入高频脉冲信号，主检测装置、从检测装置同步采集此脉冲信号，采用行波双端测距技术，在已知电缆线长度的基础上计算出波速度，再进行多次测量电缆线长度，逼近故障点位置，找到故障的真实位置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种电缆故障测距方法的流程图；

图2为本发明提供的一种电缆故障测距装置的结构图

图3为本发明提供的信号采集板的元件连接示意图；

图4为本发明提供的主控板元件连接示意图；

图5为本发明提供的检测连接示意图。

图中，1信号采集板，1a信号放大电路，1b滤波电路，2主控板，2aarm芯片，2b数据存储器，3无线通信模块，4gps模块，5供电电源，6检测磁环，8高频脉冲注入装置，8a直流电源，8b脉冲电容器，9主检测装置，10从检测装置，11显示屏。

具体实施方式

为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，并结合附图对本发明做进一步的说明。

参见图1，本发明第一方面公开了一种电缆故障测距方法，包括下列步骤：

步骤101：通过在线监测系统采集待测电缆的运行数据，通过运行数据判断待测电缆是否发生故障，其中，所述待测电缆可以是输电线路或配电线路的电缆，可以理解的是，还包括其他用于电流输送的电缆；

另外还需要说明的是，通常采用线路监测装置与故障点之间的距离来表示故障点的位置，例如，故障点位置在距第k个线路监测装置的8km处，若发生故障，通过在线监测系统快速确定待测电缆的故障点位置，从而获得故障点与一个最接近的线路监测装置的第一距离h1；

步骤102：将高频脉冲注入装置8、主检测装置9、从检测装置10分别接入所述待测电缆，其高频脉冲注入装置8、主检测装置9在同一位置接入所述待测电缆，并将所述主检测装置9的接入位置视为起始点，其中该位置可以是所述在线检测装置的位置，而从检测装置10被视为测距的终点处。

在测试时，通过高频脉冲注入装置8向待测电缆输入高频脉冲信号，其高频脉冲信号沿待测电缆传播，在所述主检测装置9处可以第一次检测到高频脉冲信号，并记录高频脉冲信号的第一采样时间t1；

当高频脉冲信号继续沿待测电缆传播，在所述从检测装置10处可以第二次检测到高频脉冲信号，此时记录下高频脉冲信号的第二采样时间t2，其从检测装置10将所述第二采样时间t2发送至所述主检测装置9处；

步骤103：通过第一采样时间t1、第二采样时间t2之间的时间差，确定主检测装置9、从检测装置10的第二距离h2，通过下列计算公式算出主检测装置9、从检测装置10的第二距离h2：h2＝(t2-t1)*v，其中v为线路中行波的波速，其波速的取值范围为168-172m/μs，在本实施方式中，将波速设置为170m/μs。

当第二距离h2远小于或远大于所述第一距离h1时，其操作人员沿待测电缆不断移动所述从检测装置10，获得不同长度的第二距离h2，当第二距离h2与所述第一距离h1之间的距离差最小时，其所述从检测装置10的位置最接近线路上的故障点位置。

参见图2至图5，本发明第二方面公开了一种电缆故障测距装置，包括高频脉冲注入装置8，还包括主检测装置9以及从检测装置10，所述从检测装置10与所述主检测装置9实现通信互连，所述高频脉冲注入装置8、主检测装置9均从同一位置接入待测电缆，将所述主检测装置9的接入位置视为起始点，而从检测装置10被视为测距的终点处

可选的，所述主、从检测装置10均包括信号采集板1、主控板2、gps模块4、无线通信模块3、检测磁环6，所述检测磁环6与所述信号采集板1信号相连，所述gps模块4、信号采集板1、无线通信模块3均与所述主控板2信号相连，所述信号采集板1、主控板2、gps模块4、无线通信模块3均与供电电源5相连。

主检测装置9中的信号采集板1采集起始端的高频脉冲信号，其主检测装置9中的主控板2通过gps模块4对主检测装置9的信号采集板1的采集时间进行授时，同理，从检测装置10中的信号采集板1采集终点处的高频脉冲信号，其从检测装置10中的主控板2通过gps模块4对从检测装置10的信号采集板1的采集时间进行授时，其从检测装置10通过无线通信模块3将获得的采集时间传输至主检测装置9处，主检测装置9的主控板2根据二者的时间差以及预设的行波波速，计算出起始端与终点处之间的第二距离h2，将所计算出来的距离与故障点的位置进行比较，判断从检测装置10与故障点之间的距离，若从检测装置10位置与故障点位置不一致时，移动所述从检测装置10，重新设定测距终点处，重新计算第二距离h2，从而使从检测装置10位置与所述故障点位置一致。

可选的，所述gps模块4包括gps/北斗模块，所述无线通信模块3包括lora无线模块。

可选的，所述信号采集板1、主控板2、gps模块4、无线通信模块3、供电电源5均安装于箱体内，所述箱体内还设有显示屏11，所述显示屏11与所述主控板2信号相连，通过显示屏11可显示第二距离h2。

参见图3，优选的，所述信号采集板1上设有信号放大电路1a以及滤波电路1b，所述检测磁环6的输出端与所述信号放大电路1a相连，所述信号放大电路1a的输出端与所述滤波电路1b信号相连，所述滤波电路1b的输出端与所述主控板2信号相连。使用时，检测磁环6采集到的信号通过信号放大电路1a进行放大处理，由滤波电路1b进行滤波处理后由主控板2进行信号的波头提取并进行授时。

参见图4，优选的，所诉主控板2包括arm芯片2a和数据存储器2b，所述ad变换器的输出端与所述arm芯片2a相连，所述arm芯片2a与所述数据存储器2b信号相连，所述arm芯片2a中设有信号处理软件，可用于实现波头的提取，并根据gps模块4对所提取的波头进行授时，所述数据存储器2b用于存储波头时间数据。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。